Whole blood Immunophenotyping is indispensable for monitoring the human immune system. However, the number of reagents required and the instability of specific fluorochromes in premixed cocktails necessitates daily reagent preparation. Here we show that semi-automated preparation of staining antibody cocktail helps establish reliable immunophenotyping by minimizing variability in reagent dispensing.
フローサイトメトリーによる末梢血の免疫表現型は、疾患や治療中の末梢白血球の周波数と活性化状態の変化を決定します。これは、治療効果を予測し、新たな治療標的を同定する可能性を有します。全血染色は、試料調製中に発生するアーチファクトを最小限に未操作の血液を利用します。しかし、全血染色はまた、サンプルの完全性を保証するために、新鮮に採取した血液で行う必要があります。さらに、それはタンデム色素の潜在的な不安定性を回避し、鮮やかな紫色の色素間の試薬の相互作用を防止するために、同じ日に抗体カクテルを用意するのが最善です。したがって、全血染色は、イントラ及びインター実験的変動を制御するために慎重な標準化が必要です。
ここでは、不格好なやつを製造する標準的なプロセスに二次元(2D)バーコードリーダを備えた自動液体ハンドラーの展開を報告フローサイトメトリーのためのyのカクテルをお楽しみいただけます。抗体は、データベースにまとめ、96ウェルフォーマットと内容に配置された2次元バーコードのチューブに移しました。液体ハンドラは、データベース内の抗体の名前を参照することにより、ソース抗体のバイアルを見つけることができます。我々の方法は、ソース抗体管の位置決めのための面倒な調整を排除しました。これは、ユーザーが容易にアッセイするためのソフトウェア方法でスクリプトを書き換えることなく、データベースを変更することにより、このような特定の使用に対する抗体、ボリューム、および宛先として抗体分配プロセスにおける詳細の任意の数を変更することを可能にする汎用性を提供しました。
コンセプト実験の証明がサイトメトリーアッセイ11色、17-抗体フローの複製準備によって実証され、優れたインターとイントラアッセイ精度を達成しました。これらの方法論は、フローサイトメトリーアッセイのための全体的なスループットを増加し、詳細なフェノために必要な複雑な抗体カクテルの毎日の準備を容易に新鮮に採取し、抗凝固末梢血のtypicキャラクタリゼーション。
ヒト末梢血の免疫表現は、免疫細胞サブセット1の量的および質的な変化を決定します。これは、アクションと抵抗、予測バイオマーカーの補助発見のメカニズムへの洞察を提供し、組み合わせ免疫療法の開発を容易にします。したがって、免疫表現の検証および標準化は学術研究者、臨床検査室、および産業にかなりの関心の領域です。
フローサイトメトリー法により、末梢血の免疫表現型は、現在、血液悪性腫瘍2,3およびヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染4,5、免疫療法の要求のために、末梢血の信頼性免疫表現そのため、検証および標準化における特定の考慮事項の臨床管理のために使用されているが免疫細胞サブセットおよび活性化/抑制性受容体1,6-8をより広範なカバレッジを必要とします。 Successful免疫表現は、機器のセットアップおよび細胞染色手順9,10に関連した実験間の変動を最小限にするために慎重な標準化が必要です。フローサイトメトリーのための機器設定の標準化は、元の関心9,11,12に対処するために十分に確立されているが、それは、免疫細胞サブセット、およびそれらの活性化状態のカバレッジを制限することなく、細胞染色に関連するばらつきを最小限に抑えるためにどのように不明なままです。
抗原の数は増加を検出することができるように、そのようにあまりにも次善の試薬の分注と交差汚染に起因する誤差と変動の機会を行います。抗凝固処理全血のphenoptypic分析のための方法は、臨床アッセイにおける使用のため1980年代後半に設立されました。これらの同じ方法は、試料調製のための研究室のニーズに応えます。重要なことは、臨床検査室で使用される抗体カクテルは、一般的にあまり複雑でAVAですメーカーからilable予め力価およびプレミックス。プレミックス抗体カクテルの唯一のシングル転送が必要です。研究の設定では、10月16日の抗体の抗体カクテルが典型的です。各カクテルは、実験室によって安定性を検証または各アッセイの前に新たに調製されなければなりません。サンプルに対して複数の抗体カクテルを準備する50-80個々の抗体のピペット操作、面倒でエラーが発生しやすいの両方で作業を伴う可能性があります。
カクテルの準備の自動化は、このようなエラーが少なく、手動カクテル製剤に比べていくつかの利点は、ピペット操作の正確さを増加させ、そしておそらくは試薬浪費を減少しています。ここでは、調製物をサンプリングするために関連するばらつきを最小限に抑えるために免疫表現型の細胞染色プロセスに二次元(2D)バーコードリーダーを装備した自動液体ハンドラーの導入に成功を報告します。
末梢血の免疫表現は、免疫療法に個々の応答への洞察を得るために非常に重要です。課題は、実験間変動1,14を制御するためのアッセイの標準化です。変動の一つの主な情報源は、サンプルの人為的操作です。したがって、サンプル処理の部分的または完全な自動化は、実験対実験変動1,14の劇的な減少を容易にすることが考えられます。このプロトコルでは、全血免疫表現のサンプルの染色のための2次元バーコードリーダーを装備した自動液体ハンドラーを導入することによって、アッセイの変動性を最小化するために我々の成功した取り組みを報告します。
設計では、我々の方法は、汎用性があり、それらを定義するために追加の「ベースカクテル」を追加することにより、他の免疫サブセットを監視することができます。このようなサブセットは、ヘルパーT細胞、制御性T細胞、B細胞、NK細胞、樹状細胞、および単球(原稿内を含みます準備)18。私たちは1追加のマーカーを導入することにより、コンソーシアムの推奨抗体のパネルを適応しました。我々は、誘導性抗原の検出のためにこれらのチャネルを予約したいような細胞集団は、ブリリアントバイオレット421(BV421)に最小限の発光と蛍光色素にコンジュゲート」ベースカクテル」、フィコエリトリン(PE)、およびアロフィコシアニン(APC)検出器を用いて同定しました。この機能は、免疫細胞の活性化状態を監視するための最高の感度を確保だけでなく、これらの3の蛍光色素が最も頻繁に誘導マーカーに対する抗体とコンジュゲートされているように、新しい活性化マーカーの柔軟なご宿泊を可能にするだけでなく。したがって、我々の方法だけでなく、全血免疫表現のためのカクテルを調製するのに適しているだけでなく、細分化組織 (例えば、腫瘍)から回収された末梢血単核球細胞を含む他のサンプルを染色するのに有用です。
成功イントロ本手法のductionは、実験器具の準備、およびプログラミングやメソッドの実行の手順に特別な注意が必要です。 2次元バーコード管の調製は、人間が読み取り可能なラベルと指定されたチューブへの抗体の転送での標識を含んでいます。エラーの発生を防止するために、我々は2人でこれを行うことをお勧めします。スプレッドシートを変更するたびに、研究者らは、この方法が正しく動作するかどうかを確認する必要があります。プログラミング時に適切なピペット操作方法を選択すると、成功した液体移送を保証します。 LLSは、我々はP50やP200導電チップのいずれかを使用するための抗体、チューブの底から沈殿した破片を得ることなくピペット操作を可能にします。 LLSは、P1000のヒントと、より敏感であり、時には誤って気泡の存在によって誘発されるようLLSは、P1000のヒントのための良い選択肢ではないかもしれません。次善の液体移動が発生する可能性として先端の縁との間に十分なスペースがない場合ラボウェア定義の高さは、例えば、各機器のために調整されるべきですチューブの底。 図12に示すように、「ベースカクテル」および/ または「活性化カクテル」が十分にボルテックスしていない場合、それは次善の染色をもたらすことができます。
私たちは19を試薬分注に関連する変動を低減するための別のアプローチとして、細胞染色のために、凍結乾燥試薬を用いて考えました。しかし、鮮やかな紫色色素のポリマー複合体は、非特異的シグナルを引き起こす相互作用することが知られています。このように、凍結乾燥試薬で二つ以上のポリマー複合体( 例えば、BV421とBV650 など)は 、非特異的シグナル伝達を引き起こす可能性がある追加( 例えば、BV421 +集団内のBV650のバックグラウンドシグナルの増加)20。また、凍結乾燥試薬は、新たな染色を含むための柔軟性を欠いています。彼らは通常、より高価であり、大量注文が必要です。これらの理由から、我々は、2次元バーコード管を装備した自動液体ハンドラーを使用することにしました。それトンが、akes時間を設定し、そのような要因は、生産性の向上およびアッセイの再現性によって補償されます長期的には、楽器を購入するために先行投資を必要とします。実際には、いくつかのグループは、以前に免疫表現または類似のアプリケーション21,22の彼らのワークフローに自動液体ハンドラー統合の成功を報告しました。フローサイトメトリー分析のための自動化ソリューションは、商業的供給源(FACS SPA III、自動化されたカクテルの準備ワークステーション、およびFlowStainer)から入手可能です。これは、さらに免疫表現のための自動化されたカクテルの準備のための大きい必要性があることを示します。
この技術を習得した後、我々は完全に自動化された全血免疫表現の開発はさらに実験間の変動を減少させ、さらには23を設定する多施設臨床試験における全血免疫表現が可能になるかもしれないことを想定しています。我々はすでに溶解した使用し始めています溶解および洗浄工程を自動化するための時間助手。また、2次元バーコード管における抗体の量と試薬の分注の追跡の自動化された決意が大きく、それぞれ、抗体の在庫と私たちの方法に比べて品質管理を向上させることを想定しています。
The authors have nothing to disclose.
We thank Hannah Puzas for assistance with system design and configuration, and Kevin Khovananth for technical advice. Funding for this work was provided by The Hearst Foundations and the Providence Portland Medical Foundation.
BD LSRFortessa | BD Biosciences | Flow cytometer | |
NXp Span-8 Laboratory Automation Workstation | Beckman Coulter | A31839 | Laboratory Automation Workstation |
Insert, Tube, 11 mm, White, for 1.5 mL Microfuge Tubes (case of 25) | Beckman Coulter | 373696 | Accessary for 24-Position Tube Rack to accommodate microfuge tubes. |
LLS kit | Beckman Coulter | 719262 | Attach bottom of the deck in Laboratory Automation Workstation to enable liquid level sensing |
24-Position Tube Rack | Beckman Coulter | 373661 | Tube rack to hold microfuge tubes for antibody cocktails or blood |
BIOHAZARD AUTOCLAVE BAGS 12×24 IN. RED | LabMart | M111416 | Disposable autoclave bags for the Laboratory Automation Workstation |
VisionMate High Speed 2D Barcode Reader | Thermo Scientific | AB-1850 | 2D barcode reader |
8-Channel Handheld Screw Cap Capper/Decapper | Thermo Scientific | 4105MAT | For de-capping and capping 2D barcode tubes |
Microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 02-681-335 | For making cocktail in or supplying blood speciment to the Laboratory Automation Workstation |
CoolRack XT CFT24 | biocision | BCS-534 | To hold sample tubes. |
1.0 mL Matrix ScrewTop Amber Tubes in Latch Racks | Thermo Scientific | 3741AMB | 2D barcode tubes to store fluorescent dye-cojugated antibodies |
Biomek Span-8 P1000 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier, 1025 µL | Beckman Coulter | 987925 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
Biomek Span-8 P50 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier, 50 µL (Case of 10 racks) | Beckman Coulter | B01091 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
Biomek Span-8 P250 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier (Case of 10 racks) | Beckman Coulter | 394627 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
BD FACS Lysing Solution 10X Concentrate | BD Biosciences | 349202 | RBC lysis |
Falcon Round-Bottom Polystyrene Tubes | Fisher Scientific | 14-959-5 | Sample tubes |
Anti-CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD3 Alexa Fluor 700 | eBioscience | 56-0038-42 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD4 PerCPCy5.5 | BD Biosciences | 341654 | Effector T cell panel (base) |
Anti-TCRgd BV650 | BD Biosciences | 564156 | Effector T cell panel (base) |
Anti-TCRab BV786 | BD Biosciences | 563825 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD8 APC-H7 | BD Biosciences | 560179 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CCR7 PE-CF594 | BD Biosciences | 562381 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD45RA PE-Cy7 | BD Biosciences | 337167 | Effector T cell panel (base) |
Anti-HLA-DR BV421 | BD Biosciences | 562804 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD278(ICOS) PE | BD Biosciences | 557802 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD38 APC | BD Biosciences | 340439 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD279(PD1) BV421 | BD Biosciences | 562516 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD357(GITR) PE | eBioscience | 12-5875-42 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD137(41BB) APC | BD Biosciences | 550890 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD69 BV421 | BD Biosciences | 562884 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD314(NKG2D) PE | BD Biosciences | 557940 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD134(OX40) APC | BioLegend | 350008 | Effector T cell panel (activation) |
BD Vacutainer Plastic Blood Collection Tubes with Sodium Heparin: Conventional Stopper | Fisher Scientific | 02-689-6 | For collecting blood |
Albumin, Bovine Serum, Fraction V, RIA and ELISA Grade | EMD Millipore | 126593 | For flow wash buffer |
Sodium Azide | Sigma-Aldrich | S8032 | For flow wash buffer |
Heparin, sodium salt | Affimetrix | 16920 | For flow wash buffer |
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS), 1X, with Calcium, Magnesium, without Phenol Red | GE Healthcare Life Sciences | SH30588.02 | For flow wash buffer |